本文來自微信公眾號： 愛范兒 ，作者：關注明日產(chǎn)品的，原文標題：《兩場地震，和你口袋里的「地震儀」》

當?shù)貢r間6月24日傍晚六點零四分，委內(nèi)瑞拉。在首都加拉加斯東側(cè)的馬卡拉庫伊(Macaracuay)社區(qū)，帕特里西亞·阿羅伊的手機響了，突然跳出一條她從未見過的警報。

「手機剛一收到信號，我們就馬上沖到了街上，正好趕在地震發(fā)生前?！惯@位意大利使館職員后來告訴記者。

幾乎同一時間，39歲的作家佩利克里斯·桑切斯也收到了相同的警報，「我們得到了出門的時間，」他告訴美聯(lián)社，「直到已經(jīng)站在門外，我們才開始感受到越來越強的晃動。」

這二人的反應時間足夠充足，有半分鐘之久。而在國家西北方向的文化重鎮(zhèn)巴基西梅托(Barquisimeto)，一位住在當?shù)氐木W(wǎng)友在社交媒體上寫道：從Google彈出通知，到整座城市突然劇烈地搖晃了起來，中間只過了五秒鐘左右。

那天傍晚，委內(nèi)瑞拉接連發(fā)生兩次強震，相隔近39秒左右，其中第二次震級達到里氏7.5級，是這個國家一個多世紀以來強度最高的一次。

截至當?shù)貢r間6月28日，該國政府公布死亡人數(shù)逾1400人、約3500人受傷，受到地震明顯影響的居民人數(shù)統(tǒng)計超過1.2萬人。

值得注意的是，發(fā)出警報的并非委內(nèi)瑞拉政府，抑或南美洲其他國家或地區(qū)的任何地震權威預警機構(gòu)。委內(nèi)瑞拉的地震研究機構(gòu)FUNVISIS只負責事后記錄而非事前預警。

在地震波到達可感人群之前警告了所有人的，是Google。根據(jù)事后數(shù)據(jù)，從地底巖石開始破裂，到第一條預警推送到百萬臺手機，中間只隔了9秒鐘左右。

把20億臺手機變成地震儀

你的手機里有個傳感器，在你橫過來看視頻的時候能將畫面轉(zhuǎn)正，也負責運動記錄等許多你日常使用的功能。

這就是加速度計——也是這同一枚傳感器，在地震的實際震感傳遞到你的腳下之前，就能夠感受到腳下地底的輕微震動。它正是Google為Android手機打造的地震預警系統(tǒng)(Android Earthquake Alerts)的出發(fā)點。

當手機靜置放置的時候，加速度計能夠感受到極其細微的異動——在地震學科領域內(nèi)稱為P波或縱波，然后將信號連同大致位置發(fā)回到Google的服務器。

一部手機說了不算，但如果一個特定地理圍欄內(nèi)成百上千部手機同時報告了類似的震動，服務器就足以做出判斷：一場真正的地震，可能正在發(fā)生。

緊接著，在毫秒級的尺度內(nèi)，運行在服務器上的系統(tǒng)能夠通過這數(shù)百臺手機發(fā)來的不同信號，計算出相對較為精確的震源位置、震級等，然后搶在真正具有破壞力的S波/橫波擴散到地表，產(chǎn)生真實傷害之前，將警報推送給居民。

接下來讓我們根據(jù)震后谷歌對外披露的數(shù)據(jù)，回顧一下地震發(fā)生當時半分鐘內(nèi)都發(fā)生了什么：

在亞拉奎州地底的震源發(fā)生震動三秒之后，位于委內(nèi)瑞拉北方多個州市的大量手機就已經(jīng)感受到了震波，并且向Google的服務器回傳了數(shù)據(jù)，如《紐約時報》制作的下圖所示：黃點為上報了數(shù)據(jù)的手機所在位置。

在第三秒左右，手機的加速度計檢測到的是速度高達每秒4英里，但強度較弱的P波。最初檢測到震波的這些手機，必須處于靜止狀態(tài)，比如放在桌面上。

在大約九秒后，Android地震警報系統(tǒng)已經(jīng)積累了足夠多的數(shù)據(jù)并完成了計算，從而我能夠識別地震，并完全自動發(fā)出首批警報。我們同樣參考紐約時報制作的圖片：在藍色框線區(qū)域內(nèi)的手機在第9秒收到了警報通知。與此同時，臨近區(qū)域的更多手機也上報了震感信號。

谷歌方面后來透露，在第一次地震幾秒鐘之后，第二次更強的地震也被檢測到。系統(tǒng)識別到震級不斷增加，于是發(fā)出了更多的警報：由于兩次事件的地震波相互重疊，系統(tǒng)將其視為單一的大型地震事件，并向回傳了信號的手機所在的區(qū)域內(nèi)的所有手機都推送了警報。

這也是為什么在第一次地震發(fā)生15秒和21秒后，整個委內(nèi)瑞拉北部的大范圍區(qū)域都收到了警報通知：

Android操作系統(tǒng)擁有全球大約七成的智能手機系統(tǒng)市場占有率，也就是說如果不考慮具體國家市場的定制系統(tǒng)的話，全球有至少二十多億臺手機，在硬件層面隨時可以客串一把「臨時地震儀」。根據(jù)Google官方資料，Android Earthquake Alerts系統(tǒng)的總接入終端數(shù)量在2019年只有約2.5億，到今年已經(jīng)有25億。

有趣之處在于，深夜正巧是該系統(tǒng)最為有效的時間段?？紤]到在用戶睡眠期間，手機通常是趴在床頭柜上充電，一動不動，感知的敏銳程度也是最高的。

在去年7月，頂級學術期刊《科學》刊載了Android Earthquake Alerts的成績單。Google方面提交的論文顯示：在運行的頭三年當中，該系統(tǒng)平均每月偵測到312次大小地震，覆蓋了98個國家。在累計的1.8萬次偵測當中，有超過2000次值得預警的地震發(fā)出了警報，總推送數(shù)量達到約8億條。

在收到警報的人當中，超過150萬人填寫了事后調(diào)研問卷，有85%的人覺得該系統(tǒng)「非常有用」。

這是個相當漂亮的成績：原本權威機構(gòu)才能使用的地震儀，現(xiàn)在可以裝進每一個普通人的口袋。

Android Earthquake Alerts系統(tǒng)的本質(zhì)，是眾包傳感+信號處理+統(tǒng)計回歸。

相比傳統(tǒng)地震臺網(wǎng)靠少數(shù)幾臺埋在地下、價值數(shù)十萬元的地震儀，Google的系統(tǒng)直接「征用」了全球25億臺手機。如果只看一部手機，數(shù)據(jù)肯定粗糙、不靠譜，但是用大量的樣本，卻足以彌補單一樣本的質(zhì)量，此謂眾包傳感。

每一臺手機的每一個加速度計，無時不刻都在記錄加速度數(shù)據(jù)，對于地震預警來說，大部分都是噪聲。但Google對于地震信號的STA/LTA算法，用最近一兩秒的平均抖動，去對比過去幾十秒內(nèi)的平均抖動，比值如果突然躥高一大截，就有足夠的理由懷疑是真測到了地震波。將有用的信號從噪聲中曬出來，對地震波形做聰明的數(shù)學計算，此謂信號處理。

在地震學上早就有成熟公式，系統(tǒng)再用這些公式去擬合手機回傳的數(shù)據(jù)，用最小二乘回歸就能快速地計算出對于目前觀測到結(jié)果的解釋性最強的震中、震級數(shù)據(jù)，此謂統(tǒng)計回歸。

和地震波賽跑

前面提到，地震發(fā)生的時候同時釋放出兩種震波。

跑在前面的叫P波，速度快，但晃動溫和，極少有地震造成的破壞由P波造成；跟在后面的S波攜帶了一次地震當中絕大部分的能量。房屋倒塌、人身傷亡、財產(chǎn)損失，基本都是S波的后果。

S波的傳遞，通常比P波要慢上一半左右。而目前絕大多數(shù)的地震預警系統(tǒng)，利用的正是這個時間差。

震中附近的傳感器——在本次事件中就是大量的手機——先感知到溫和的P波，立刻通過網(wǎng)絡上傳數(shù)據(jù)。你可以理解為，用光速傳播的數(shù)據(jù)信號，即便受到網(wǎng)速的影響，仍然比地震波本身的速度要快。

這也是為什么Google的服務器計算出數(shù)據(jù)然后再推送警報，仍然能趕在破壞性更強的S波之前，先一步抵達距離震中較遠的居民。當然，從這個邏輯來看，顯然距離震中越遠，提前量越大。以首都加拉加斯為例，距離震中180公里左右，最多可以搶到30秒左右。

但我們還是得給這個系統(tǒng)潑一盆冷水：地震預警不等于地震預測，它沒有辦法告訴你未來幾天里何時、何處會發(fā)生什么級別的地震，這件事至今人類還無法做到。

它能做的，只是在地震已經(jīng)發(fā)生，還沒傳到你腳下的那段時間里，替你搶出一些時間來。

結(jié)果令人遺憾的是，距離震中越近，這個系統(tǒng)對于避難、防災的實際幫助越小。相信大家已經(jīng)理解這個邏輯了：從傳感器捕捉，到服務器計算，到警報送達，每一步都要耗時。

根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的測算，在震中方圓25公里的范圍內(nèi)，在今天哪怕是再快的警報系統(tǒng)，也都趕不上地震波，這個范圍也因此被稱為「預警盲區(qū)」。

2018年4月16日日本熊本縣7.0級地震預警時間，震感最強烈的紅色區(qū)域大部分居民，沒來得及收到任何預警。共45人遇難。資料來源美國地質(zhì)調(diào)查局

地震預警的「最后一公里」

地震預警的真正難題，反而是如何在可能只有幾秒鐘的短暫窗口期內(nèi)，把警報推送到一個可能在開車、炒菜、睡覺的人的面前？

這是一個經(jīng)典的「最后一公里」問題，也是各個主流大規(guī)模地震預警系統(tǒng)真正較勁的地方。

人人都有手機，顯然手機是最重要的推送目標。目前，主流地震預警系統(tǒng)采用的是「小區(qū)廣播」推送機制，基站直接對自己區(qū)域內(nèi)所有的兼容手機發(fā)送一次性的廣播，不挑號碼，也不怕網(wǎng)絡擁堵。并且，小區(qū)廣播在手機上即便是開了勿擾、關了鈴聲，也仍然會響，唯一的例外是手機開了飛行模式。

目前，美國、日本、中國臺灣等地的公眾預警，包括并不限于地震、兒童犯罪（安珀警報）等，都是通過小區(qū)廣播完成的。

而將地震預警送進客廳這件事，中國做的是最早的。

2019年6月17日深夜，四川宜賓長寧發(fā)生6.0級地震。在地震波到達前，成都市上百個社區(qū)的防空警報喇叭同時發(fā)出了預警和倒數(shù)。與此同時，用戶的電視也在彈窗讀秒，手機也收到了預估震級。當時，市民舉著手機拍下窗外此起彼伏的倒計時，視頻一夜刷屏。

當時，中國地震預警網(wǎng)提前10秒通知了宜賓，提前61秒左右通知了成都。對于在地震這件事上有過慘痛記憶的四川人來說，很多人還是第一次意識到：地震是可以提前預警的！盡管提前的時間仍然只有短短的幾秒到幾十秒，卻足以讓人們做好第一反應。

現(xiàn)如今，地震預警的能力已經(jīng)融入了幾乎所有主流智能消電品牌的設備當中：華為、小米、OPPO、vivo等品牌手機，在系統(tǒng)層面內(nèi)置了地震預警，數(shù)據(jù)來自中國地震預警網(wǎng)，能夠突破靜音設置，而且無需另外安裝app。

機頂盒和智能電視也一樣，當區(qū)域內(nèi)發(fā)生可感的地震時，會全屏彈窗加語音播報，告知預估烈度和震波倒計時。

遺憾的是，國行iPhone目前尚無系統(tǒng)級預警，需要用戶自己安裝第三方app來獲得警報提醒。

國家層面，中國地震局在去年9月宣布國家地震預警工程已經(jīng)建成，布設了超過一萬八千個檢測站點，構(gòu)成了全球規(guī)模最大的由單一國家建立的預警系統(tǒng)。在時延方面，秒級預警覆蓋了重點危險區(qū)九成以上的人口。自從投入使用以來，國家地震預警工程已經(jīng)發(fā)出了359次4級以上的地震預警。

速度vs精度的平衡難題，以及人類因素

看起來，在全球范圍內(nèi)的地震預警系統(tǒng)，從地底到客廳再到手機的鏈條都已建成，但是距離完美尚有距離。

回到Google的Android地震預警系統(tǒng)，上周在委內(nèi)瑞拉確實風光了一次，但前幾年它也曾經(jīng)歷極其難堪的時刻。

2023年2月6日凌晨四點多，土耳其、敘利亞發(fā)生里氏7.8級強震。人們還在睡夢當中，房屋成片坍塌，權威統(tǒng)計超過五萬人喪生，傷者不計其數(shù)。

事后調(diào)查發(fā)現(xiàn)，盡管Google的預警系統(tǒng)當時已經(jīng)在土耳其啟用，但系統(tǒng)實際做出了錯誤的判斷，將7.8級的初判震級壓到了4.5。結(jié)果，本來受影響范圍內(nèi)一千萬人可能收到的警報，最后只發(fā)出了不到500條低級別提醒，且這些提醒因為級別不夠而未能有突破手機靜音設置。

Google在2025年的論文當中對那次事故做了復盤，認為當時的算法版本存在局限，沒有為如此高震級的地震做好校準。

這其實暴露了所有地震預警系統(tǒng)的軟肋：速度和精度都是此消彼長、矛和盾的關系。

這其實很好理解：報告得越早，手里的數(shù)據(jù)越少，震級估計得越粗糙；想估的更準，可能得多等幾秒；但這幾秒恰恰跟逃命的有效程度直接相關。

換句話來說，在速度和精度之間，地震預警系統(tǒng)做著艱難的平衡。即便是地震速報系統(tǒng)最為健全的日本，在2011年的東日本大地震起初，也把震級估小了。這也是為什么Google希望能夠用眾包的邏輯來加大覆蓋，用堆樣本量的方法來試圖抹平傳統(tǒng)地震預警系統(tǒng)少樣本的誤差。

然而依靠海量廉價的加速度計本身，仍然無法實現(xiàn)最高的精度，碰上那些更大、更致命的地震就更容易失手。

當然，這絕對不是說眾包系統(tǒng)沒有意義：正相反，它很有意義，因為越大量的數(shù)據(jù)越能夠幫助算法的開發(fā)者去進一步優(yōu)化算法。

另外值得一提的是，就在上周委內(nèi)瑞拉地震的前一天，北京時間6月23日晚上，北京和周邊地區(qū)的小米電視突然炸響警報，屏幕彈出以海淀為震中、預警5.0級的地震預警。當時有人衣服沒穿好就沖下樓，有人慌亂中忘帶了鑰匙，事后還要花錢找開鎖師傅。

然而那天北京并沒有發(fā)生任何可感的地震。小米事后道歉表示，研發(fā)人員做內(nèi)部測試的時候發(fā)生了誤操作，將一條虛擬的測試數(shù)據(jù)推送到了線上正式環(huán)境。

類似的事情多年前在美國也發(fā)生過。2018年，夏威夷應急管理局誤發(fā)了一條全州范圍的警報：「彈道導彈來襲，這不是演習」，直接導致整個夏威夷陷入長達數(shù)小時的恐慌。事后才查清，一名應急管理局員工在內(nèi)部演戲的時候點錯了下拉菜單，將演習數(shù)據(jù)當成真實警報發(fā)了出去。事后，那名員工遭到解雇，甚至還收到了死亡威脅。

將這兩件事放在一起看，你可以說世界是個草臺班子。但它們共同暴露的，是所有生命攸關的大規(guī)模災難警報系統(tǒng)所面臨的難題：一條瞬間送達千萬人的信息通道，本身也是一把雙刃劍，用對了能救命，手一滑卻同樣能造成預料之外的影響。

系統(tǒng)的設計者和運維者處在一種兩難境地：即便不考慮這種操作失誤，哪怕是正常操作，如果將閾值定的送，大小震都報，容易惹人煩，更可能引發(fā)「狼來了」的現(xiàn)象；但如果定的嚴，或者像前面提到的那樣，為了追求精度而舍棄時間，則更會損失逃生窗口。

許多國家和地區(qū)的權威機構(gòu)，不約而同地選擇了降低閾值。寧可錯殺，絕不漏殺。

2007年開始，日本氣象廳將地震全局速報的烈度閾值從MMI 5級降低到了4級；2024年，以色列的一次軍事行動產(chǎn)生的爆炸被地震預警系統(tǒng)誤判為地震，導致數(shù)百萬人收到了誤報；美國的龍卷風警報當中約有七成是誤報，但事后研究發(fā)現(xiàn)公眾并沒有因此而麻木。

究其根本，誰都想要一套永不犯錯的系統(tǒng)，但對于地震預警這樣極度復雜的系統(tǒng)來說，是不可能存在的。退而求其次，只要在真正人命關天的時刻靠得住，大家多少也能容忍偶爾的虛驚一場。

不過，更深層次的問題是，向數(shù)以百萬計的人們推送一條關乎生死的信息，這件事誰有資質(zhì)？相關的輿論爭吵在中國曾經(jīng)持續(xù)十年之久。

汶川地震之后成立的成都高新減災研究所，早早地就將地震預警做進了電視、手機、微博等社交媒體渠道。但該機構(gòu)本身，以及關聯(lián)的商業(yè)主體，均為民辦機構(gòu)以及民營企業(yè)性質(zhì)，而根據(jù)中國法律，地震預警信息必須由政府官方授權發(fā)布。

該機構(gòu)和政府之間圍繞「資質(zhì)」拉鋸了多年，直到2020年才實現(xiàn)破冰，通過授權、并網(wǎng)的方式，實現(xiàn)了地震預警的「官方發(fā)布、社會協(xié)同、多方聯(lián)播」的融合機制。

而再切換到上周小米的誤推送事件，其實小米并非預警信息的源頭，和所有手機、電視廠商一樣，它們在整個預警信息鏈條中扮演的都是「播發(fā)平臺」的身份。

所以究其根本，這一事件的真正討論點，在于作為公共信息播發(fā)渠道的商業(yè)公司，應該進一步提升其技術內(nèi)控能力，使之配得上它所承載的公共安全責任；以及，有關機構(gòu)如何對終端廠商的播發(fā)渠道實現(xiàn)有效的技術和法律監(jiān)管。

很長一段時間里，提前幾秒知道地震要來，是只有國家機構(gòu)才辦得到的事。如今，它成了消費電子產(chǎn)品里一個默認開啟、甚至無需你知曉的能力，悄無聲息地裝進了數(shù)十億人的口袋里。

我們就這樣跨過了一道門檻，卻幾乎沒有察覺?？萍嫉倪M步，第一次把救命的關鍵幾秒鐘，交到了每個普通人的手里；同樣是第一次，人命關天的責任，壓在了終端廠商和科技公司的肩膀上。

而這份責任的回報，從一開始也不算公平：做對了，救人于無形，也沒有掌聲；做錯了，驚動一座城市，萬人喊打。

對于一個如此龐大、復雜的系統(tǒng)來說，這是個尚無答案的新課題。

最后希望看到這里的讀者朋友們，永遠用不上這個功能。可萬一哪天它真的響了，千萬別愣著，那是科技的進步，為我們搶來的幾秒鐘。